机械原理课程设计工业机械手要点

机械原理课程设计

设计说明书

《机械原理》

工业机械手

学院：机电工程学院

专业班级：10 车辆二班

指导老师：李粤

学生姓名：***

学号：

起止日期：2012年6月1日至2011年6月18日

目录

设计任务书­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­1

前言­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­2

方案设计­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­3

参考资料­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­4

机构简图

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课程设计任务书

2011-2012学年第二学期

课程名称：机械原理

设计题目：机器人的设计

完成期限：2012年6月1日至2012年6月18日内

容及任务

设计任务：

设计能操作图6所示的机械手动作的机构。

图6 工业机械手

原始数据及设计要求利用我们上课所学的各种机构或机构组合，使两手爪部分能

张开灵活并能用于抓取物品。

设计工作：

1、设计能能满足上述一、二两项要求的机构方案，交绘制

机构运动简图一张(1号图纸；

2、进行传动计算，交设计说明书一份。

《机械原理》第七版孙恒主编，高等教育出版社

参考

资料

前言

工业机械手主要目的在于削减人员编制和提高产品质量。与传统的机器相比，具有生产过程的几乎完全自动化和生产设备的高度适应能力等优点。

现在工业机械手主要用于汽车工业、机电工业（包括电讯工业）、通用机械工业、建筑业、金属加工、铸造以及其它重型工业和轻工业部门

工业机械手与我们的生活息息相关，机械手的水平标志着工业生产力的水平。

方案设计

一，机械手的系统工作原理

机械手的系统工作原理框图如图1-1所示。

机械手的工作原理：机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。在PLC程序控制的条件下，采用液压传动方式，来实现执行机构的相应部位发生规定要求的，有顺序，有运动轨迹，有一定速度和时间的动作。同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。位置检测装置随时将执行机构

的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置.

(一执行机构

包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。

1、手部

即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸

附式手在本课题中我们采用夹持式手部结构。夹持式手部由手指(或手爪

和传力机构所构成。手指是与物件直接接触的构件，常用的手指运动形

式有回转型和平移型。回转型手指结构简单，制造容易，故应用较广

泛。平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形

零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范

围大的工件。手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓

或是内孔和物件的重量及尺寸。而传力机构则通过手指产生夹紧力来完

成夹放物件的任务。传力机构型式较多时常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠

杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。

2、手腕

是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物件的方位(即姿势

3、手臂

手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置。工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件(如油缸、液压缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等与驱动源(如液压、液压或电机等相配合，以实现手臂的各种运动。

4、立柱

立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回转运动

和升降(或俯仰运动均与立柱有密切的联系。机械手的立柱因工作需要，

有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。

5、机座

机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装

于机座上，故起支撑和连接的作用。

(二驱动系统

驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的。它由动力装置、调节装置和辅助装置组成。常用的驱动系统有液压传动、液压传动、机械传动。

(三控制系统

控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位系统组成。该机械手采用的是PLC程序控制系统，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。

(四位置检测装置

控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给

控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从

而使执行机构以一定的精度达到设定位置.

二，主体部分设计

1,机械手的主要技术参数

一.机械手的最大抓重是其规格的主参数，由于是采用液压方式驱动，因此考虑抓取的物体不应该太重，查阅相关机械手的设计参数，结合工业生产的实际情况，本设计设计抓取的工件质量为5公斤。

二，伸缩行程和工作半径。大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。过大的伸缩行程和工作半径，必然带来偏重力矩增大而刚性降低。在这种情况下宜采用自动传送装置为好。根据统计和比较，该机械手手臂的伸缩行程定为600mm,最大工作半径约为。手臂升降行程定为。定位精度也是基本参数之一。该机械手的定位精度为。

三. 用途:

用于自动输送线的上下料。

四．设计技术参数:

1、抓重

2、自由度数 4个自由度

3、座标型式圆柱座标

4、最大工作半径

5、手臂最大中心高

6、手臂运动参数

伸缩行程